钢元件表面硬化处理法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械设备制造领域，具体涉及一种对应力环境下作业的金属元件表面硬化处理的方法，例如饲料粉碎机的锤片，也可用于机械设备制造领域，对风镐、犁、播种机盘片、耙、刀等类型工具进行表面硬化处理。
【背景技术】
[0002]现有的材料硬化处理方法与装置【I】。现有硬化处理方法通过对金属表面镀上保护金属涂层，使表面发生塑性变形进行硬化加工，以提高其硬度和耐磨性。本方法运用在机械设备制造领域的最后步骤中。
【发明内容】
:使用塑性变形法和金属盐溶液镀层法，对材料表面进行硬化加工。作为工具使用的金属刷，沿相对于元件主轴离心方向安装，且金属刷在转动的同时顺着元件纵轴做往复运动。金属刷刷毛张度取决于被加工表面，在预加工情况下，设置在0.8-1.5mm范围内，在涂镀时(在接触区域释放液体)，设置在2_4mm范围内。除此之夕卜，咬合刷毛的带凹槽V型隔板夹，侧壁具有不同的倾斜度，以保证本方法的执行。
[0003]这种现有材料硬化处理方式和装置的不足之处在于，最终在部件表面形成的薄膜寿命有限。除此之外，此硬化处理和涂镀过程因为其加工难度具有较低的效率。预计在对具有较大面积的元件进行硬化处理时，现有方法会占用很多的加工时间。
[0004]现有的轧辊表面电极加工方法【2】中，包含浸没在充满电介质溶液镀槽中的轧辊，和在渡槽上方0.25-5.0mm处安置的工作电极。电极通过滑动接触与脉冲电源相链接。当轧辊局部浸没时，电弧透过转动中的轧辊表面的空气间隙和电解质薄膜形成放电。当轧辊完全浸没在液体时，电弧放电现象发生在液体中。当电弧放电现象稳定时，气体通过整个工作电极释放，并降低击穿电压。金属电极和轧辊表面因其之间的电弧放电作用，形成表层局部熔化，并液体内快速冷却。物体表面因固体杂质而形成起伏。
[0005]这种现有方法的不足之处在于会在元件表面留下坚硬且相对较重的起伏。除此以夕卜，具有较大硬度落差的深凹陷，为应力聚集地，会在高载荷接触中形成裂纹，使此方法无法运用。此方法实行时具有限制条件，当元件表面过热达到沸点后，迅速冷却会形成易产生裂缝的应力结构。
[0006]已提交实用新型解决的基本问题，是修正上述缺陷，具体的，形成具有平滑硬度梯度且没有明显凸出和凹陷的微起伏，但在此前提下，起伏部分应在更大深度硬化处理，并且具有从最大硬度>62HRC到轧辊表面最小硬度的平稳过度。
[0007]现有的复合镀层元件硬化处理方式【3】。此方法规定了使用自转的工具-金属刷进行表面预加工。在工具和被加工金属表面的接触区域释放形成涂层材料的液体，其组成百分比为%:氯化铜4-8、氟化石墨2-3、乙酰胺5-8、尿素0.5-0.8、硬脂酸0.5-0.8、水10、高离散铜镍粉末混合物1-1.5，其余为甘油。刷子垂直于零件转轴的方向稳定振荡时，进行涂层形成过程。此方法的工业结果是扩大金属涂镀和混合涂镀硬化处理方法的适用范围。
[0008]这种现有方法的缺陷不仅涉及刷子和硬性表面的低效率互动，还有限制产量的小面积硬化斑点，并会导致无法加工大量元件。与表面的互动时间少，无法形成厚的固体物质。
[0009]与所述方法最接近的是钢元件表面硬化处理方式【4】，其涉及金属部件表面加工，更具体的，涉及钢制工具的硬化处理。在表面形成由碳化硼组成的膜层保障了元件硬化处理。为此，在镀膜的表面区域进行局部加热，实现将含硼物质涂层镀在元件表面。加热通过加热区域和碳极之间形成的直流电弧实现。加热进行至元件金属近表层区域熔化，并在金属熔化区域凝固后移动加热区域。
[0010]此现有方法的缺陷一原型方法具有较低产量，必须在表面形成含碳化硼表面涂层。此涂层具有较低的附着力，限制了其与固体表面的互动效率。
[0011]
【发明内容】
[0012]此实用新型的基本任务为钢元件表面硬化处理方式，如饲料粉碎机锤片的工作表面，其包含着原型方法众多特征:在表面局部区域镀上合金化物质，如硼、碳、铬及其他。通过电弧对这个表面区域进行局部加热至元件金属近表层区域熔化，并在金属熔化区域凝固后移动加热区域。方法中包含的不同点:通过在电极和元件间周期性形成的空隙中及填满空隙的水中的接触性电弧放电现象实现元件表面熔化，合金物质与电极和元件材料同步加热和交熔，而在表面膜层熔化后移动元件。在这种情况下，元件接通电路的阴极，电极在阳极，电流限制上限在500A，并且通过高度含铬铸铁电极的使用和(或)碳化硼和(或)碳加入至冷却液中，达到复合化合金一铬、碳、硼。关于不同点，还同样涉及电极和元件表面变形移动的同向性，而电极表面的线性速度高于元件表面3-5倍。接触性互动的结果，在电极和元件表面之间形成周期性的液动区域，保证了在接触式电弧放电作用区域的液体释放。在这种情况下，电极和元件的表面变形挤压力应保证不超过10H。
[0013]所提到的发明还包括之前方法没有的一些特质:
接触式电弧放电导致的元件表面加热，在元件和电极表面之间形成周期性液动区域，并因冷却液中断电极和元件表面之间的电路。摩擦的存在保证了元件和电极表面之间液动区域的形成，并保证含硼液体在接触时放电区域释出。对于之前方法没有的特质还涉及电极和元件表面变形移动的同向性，而电极表面的线性速度高于元件表面3-5倍。电极和元件的表面变形挤压力应保证不超过10H，且电流限制在500A。
[0014]所提到的发明所包含其他保证效果的特征与之前方法相符合。这样的特征有，混合合金化-熔融物中的铬、碳、硼，用冷却液快速冷却合金金属熔融物。
[0015]在钢元件表面硬化处理方式中存在此类特征，如熔融物中的